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從制造到“智造”的十條必經(jīng)路徑

放大字體??縮小字體 發(fā)布日期:2019-03-18??來源:中國機電產(chǎn)品交易網(wǎng)
核心提示:其實,智能制造也好,智能工廠也好,都有自己的實施條件和路徑,沒有捷徑可走,行業(yè)不同、企業(yè)不同,道路都會不同。
     很多企業(yè)在“工業(yè)4.0、智能制造、互聯(lián)網(wǎng)+”等概念滿天飛的環(huán)境下迷失了方向,不知該如何下手。其實,智能制造也好,智能工廠也好,都有自己的實施條件和路徑,沒有捷徑可走,行業(yè)不同、企業(yè)不同,道路都會不同。

      一般來講,以下十個路徑方向是中國工業(yè)從制造邁向智造的必經(jīng)之路,只不過對于不同的行業(yè)和不同的企業(yè)來說,由于市場需求模式不同、產(chǎn)品工藝不同、管理基礎不同等,側重點有所不同而已,但總能從中找出幾條通往智能制造的可行之路。

     精益化
     精益生產(chǎn),最早就是面向多品種小批量的個性化需求而設計的,其兩大支柱就是“準時化”與“智能自動化”。

     至今為止,精益已經(jīng)演變?yōu)橐环N涉及營銷、研發(fā)、供應鏈、生產(chǎn)、流程乃至創(chuàng)業(yè)的全價值鏈的精益管理理念和方法,帶動了全球產(chǎn)業(yè)的轉型,從制造業(yè)到服務業(yè),她所追求的“創(chuàng)造價值消除浪費”的思想、方法和工具促進了生產(chǎn)資源的優(yōu)化配置,獲得質量、效率和反應速度的快速提升。

     遺憾的是,精益在中國的很多企業(yè)中并未得到有效實施,大多因為急功近利以及缺乏導入經(jīng)驗方法等,無法堅持下來半途而廢。在電子行業(yè),中國企業(yè)的平均庫存周轉時間為51天,而美國則為8天;在紡織服裝行業(yè),中國企業(yè)的平均庫存周轉時間為120天。也就是說,即使利潤率相同的情況,投資回報率也會低。

     智能制造不可能建立在這種低效的生產(chǎn)模式之上,精益是必須要走的第一步,而且是投資回報最高的一條路徑。因為精益幾乎不需要企業(yè)做出額外的投資,只是在現(xiàn)有基礎上重新配置生產(chǎn)資源就可以獲得超出想象的回報。

     精益的成功實施并不難,關鍵在于領導的決心與管理層觀念的轉變。

     標準化
     標準化是自動化的基礎,也是智能制造的前提。

     國內(nèi)企業(yè)感嘆汽車行業(yè)的自動化程度之高,為何汽車這么復雜的產(chǎn)品都可以,而家電這種簡單產(chǎn)品卻不行,一個重要原因就是標準化。

     汽車行業(yè)普遍采取的共用平臺、通用零部件等策略極大地降低了產(chǎn)品成本。通過將原來的根據(jù)整車進行零部件生產(chǎn)改為根據(jù)零部件進行整車生產(chǎn)的方法,也就是說標準化的零部件實現(xiàn)批量生產(chǎn),成功降低成本。

     國內(nèi)企業(yè)不重視或者沒有意識到標準化的重要性。比如簡單的螺絲、包裝紙箱就有幾十上百種規(guī)格,庫存和零部件成本就高。從研發(fā)設計開始完全沒有控制,開發(fā)一個新產(chǎn)品或者換了一個人,就隨意地增加新的零部件,缺乏一個標準化的流程以及產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫。

     標準化當然也還包括標準化的作業(yè)流程和作業(yè)方式,有了標準化,自動化才能據(jù)此開發(fā)出來,比如自動焊接,自動裝配,假設零部件千變?nèi)f化,作業(yè)方式也不固定,自動化將很難實現(xiàn),即使實現(xiàn)成本也很高。

     模塊化
     汽車和電腦是最早實現(xiàn)模塊化的行業(yè),從模塊化設計、模塊化采購到模塊化生產(chǎn),模塊化也是智能制造能否實現(xiàn)低成本滿足個性化消費的關鍵所在。如果一旦實現(xiàn),真正意義上個性化的產(chǎn)品將成為可能,比如手機,每個人的手機都可以獨一無二,人們可以像拼裝積木一樣任意組合自己中意的手機。

     模塊化降低了從設計、采購到生產(chǎn)的復雜程度,標準化的接口和連接方式增加了通用性,降低了制造成本與周期,自動化生產(chǎn)、物流與信息溝通更加容易實現(xiàn)。如以前每個手機品牌的充電器都不同,一換手機全都扔掉,造成很大浪費,現(xiàn)在有了改進。

     模塊化實施起來相對較難,涉及到行業(yè)與企業(yè)標準,需要上下游企業(yè)共同參與,這是一項長期的工作,所以相互間構建精益的戰(zhàn)略合作伙伴關系尤為重要。

     自動化
     自動化是智能制造中談論得最多的,很多地方政府和企業(yè)形象地把其稱之為“機器換人”,也做了不斷的嘗試,有成功也有失敗。

     企業(yè)可以通過自主創(chuàng)新,將原來原材料處理的離散型加工方式進行集成,把原來獨立的工序通過自動化生產(chǎn)線連接在一起,實行精益式的連續(xù)生產(chǎn),消除了中間環(huán)節(jié)的上下料、儲存和搬運,生產(chǎn)速度和生產(chǎn)效率將提高。

     但也有投產(chǎn)后發(fā)現(xiàn)成本不但沒有降低反而大幅上升了,雖然操作人員減少了,但設備維護人員增加了,由于經(jīng)濟不景氣市場下滑,產(chǎn)能不足導致折舊和能耗成本大幅上升,難以收回投資,面臨虧損壓力。

     自動化與信息化是實現(xiàn)智能制造投資最大的部分。企業(yè)在做自動化改造前千萬要慎重,為什么要升級自動化?投資回報率是多少(合理的投資回報期應控制在5年以下)?自動化設備可靠性怎樣?有何風險?能適應產(chǎn)品的升級換代嗎?一定要想清楚,否則成本不降反升。很多企業(yè)投入后才發(fā)現(xiàn)設備不成熟故障頻繁,或者上馬的設備不好用,還不如人工操作靈活方便,結果幾十萬、上百萬投入的設備被任性地擱置,這種無效的投入甚至會拖垮企業(yè)。

     隨著技術的進步和人力成本的提高,自動化是個不可逆轉的趨勢。對于不同的行業(yè)不同的企業(yè),有的有成熟的自動化方案,有的則沒有,企業(yè)需要結合自身情況來規(guī)劃自動化方向。從投資回報最大、最容易實現(xiàn)的部分做起,當然還要結合前面所講的標準化和模塊化,并且滿足精益生產(chǎn)的要求,優(yōu)化相應的生產(chǎn)流程,一步一步循序推進,且不可操之過急,盲目跟風。

     服務化
     中國目前擁有超過6億的網(wǎng)民,7億臺智能終端,移動互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展加速了從制造向服務的轉型。美國倡導的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”將人、數(shù)據(jù)和機器連接起來,形成開放而全球化的工業(yè)網(wǎng)絡,其內(nèi)涵已經(jīng)超越制造過程以及制造業(yè)本身,跨越產(chǎn)品生命周期的整個價值鏈,涵蓋航空、能源、交通、醫(yī)療等更多工業(yè)領域。

     此外,制造企業(yè)還可以通過設備的聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)監(jiān)測、分析和改善設備的設計與制造,提高產(chǎn)品可靠性和效率。

     當然行業(yè)不同產(chǎn)品不同,可服務的內(nèi)容也千差萬別,互聯(lián)網(wǎng)+模式下,傳統(tǒng)企業(yè)需要不斷創(chuàng)新商業(yè)模式找到一款適合自己的服務方式來打動客戶。

     個性化
     過去30年,市場商品種類急劇膨脹了幾十、上百倍,這是一個個性化消費的時代,每個人都可以擁有自己的博客、微博、微信等,傳播自己的聲音。

     個性化本身不是一個新鮮詞,早在一百多年前人們就通過手工作坊制作個性化的商品,個性化實現(xiàn)的難度在于需要達到大批量生產(chǎn)的低成本和高品質。

     消費者直接在網(wǎng)上或者電話下單,選擇自己喜歡樣式,企業(yè)根據(jù)定制訂單生產(chǎn)交貨。將有效降低庫存,運營成本則比其降低了一半以上。

      高品質、低成本的個性化實現(xiàn)首先取決于你的精益生產(chǎn)水平,也就是精益所倡導的“價值來自真正的顧客需求的拉動”。個性化實現(xiàn)其次取決于你的標準化和模塊化的設計。高速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)等信息技術為其提供了支持,使得個性化實現(xiàn)變得容易。

     就現(xiàn)階段來說,個性化還是有限條件的個性化,無法做到完全的個性化,不管是汽車、電腦、手機還是服裝等商品,個性化都是在一定范圍內(nèi)選擇。

     每個企業(yè)需要根據(jù)自己的精益化水平、標準化/模塊化水平以及信息化水平來決定自己的個性化模式,并不是越個性化越好,它建立在一定的實施條件基礎之上。也許未來3D打印和人工智能的發(fā)展能夠為完全的個性化提供一種可能。

     生態(tài)化
     企業(yè)的競爭正在從單個企業(yè)之間逐漸向供應鏈之間乃至生態(tài)系統(tǒng)之間的競爭轉變。凱文.凱利在《失控》中寫道:“大企業(yè)之間的結盟大潮,尤其在信息和網(wǎng)絡產(chǎn)業(yè)當中,是世界經(jīng)濟日益增長的共同進化的又一個側面,與其吃掉對手或與之競爭,不如結成同盟——共生共棲…… 控制的未來是:伙伴關系、協(xié)同控制、人機混合控制,人類與我們的創(chuàng)造物一起共享控制權。”

     全球化
      在世界互聯(lián)互通的今天,當你的企業(yè)做到一定規(guī)模,需要考慮全球化來配置資源,以提高效率降低成本。全球化資源包括市場資源、設計資源、采購資源和生產(chǎn)資源。

      我國的“一帶一路”戰(zhàn)略就是尋找全球化的市場資源,輸出我們的富余產(chǎn)能包括高鐵技術等。設計資源則是在國外設立研發(fā)技術中心,開發(fā)貼近本土的產(chǎn)品或者彌補國內(nèi)設計能力的不足,還可以形成全球24小時不間斷產(chǎn)品開發(fā),以縮短研發(fā)周期,如華為、海爾、聯(lián)想等企業(yè)都在國外建立了研發(fā)機構。

      采購和生產(chǎn)資源是尋求品質更佳、成本更低的全球物資供應地,除了考慮采購和制造單價外,還需要考慮運輸成本增加、供應鏈復雜化、供應鏈可視化、交貨周期拉長、更高的庫存、環(huán)保碳排放、質量穩(wěn)定性、當?shù)貏诠ふ咭约皡R率波動等問題。

     數(shù)字化
     數(shù)字化跟信息化密切相關,與自動化一樣,這是智能制造轉型投資最大的一塊。隨著信息技術的日新月異,一切皆可數(shù)字化,從人、產(chǎn)品到設備,實現(xiàn)萬物相連。

      人可以通過人臉識別技術被識別,以前要靜態(tài)的才可以,現(xiàn)在你走動過程中就可以被識別。

     產(chǎn)品可以通過PLM/ERP軟件,從產(chǎn)品開發(fā)設計、物料采購到生產(chǎn)交付全過程實現(xiàn)數(shù)字化,每一張產(chǎn)品圖紙、每一個物料信息、每一個生產(chǎn)工藝都被數(shù)字化連接在一起。

      設備可以通過PLC、傳感器等將運行數(shù)據(jù)傳給MES、互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡,所以GE可以通過飛機引擎?zhèn)骰氐臄?shù)據(jù)分析優(yōu)化其運行參數(shù)降低燃油成本,谷歌可以實現(xiàn)汽車的無人駕駛。

      這意味著在“工業(yè)4.0”時代,第一次有可能將資源、信息、物品和人通過數(shù)字化進行互聯(lián)互通!這種溝通包括人與人、人與產(chǎn)品、人與機器、產(chǎn)品與機器、機器與機器之間的信息交換。

      想象一下,未來你通過APP下一個個性化的產(chǎn)品訂單,制造商通過CRM/ERP收到訂單信息,訂單信息被傳遞到PLM系統(tǒng)中,產(chǎn)品仿真模型被設計出來,產(chǎn)品與物料信息進入ERP和MES系統(tǒng),拉動供應商開始生產(chǎn)物料,物料生產(chǎn)出來后通過物聯(lián)網(wǎng)送到工廠,進入自動化生產(chǎn)線,設備按照MES系統(tǒng)的指示進行加工,成品下線后又通過物聯(lián)網(wǎng)送到你手中。

      “工業(yè)4.0”就是制造的數(shù)字化和網(wǎng)絡化,通過IT技術同制造技術的結合,創(chuàng)造智能工廠,使生產(chǎn)變得高度彈性化和個性化,提高生產(chǎn)效率及資源利用效率。德國人宣稱“工業(yè)4.0的真正到來可能需要20年左右的時間”,對于中國來說,這個時間估計更長,我們還有很多企業(yè)還處于2.0、3.0階段,我認為至少需要30年。

      數(shù)字化也好,“工業(yè)4.0”也好,這是一個大趨勢,雖然目前只實現(xiàn)了人與人的溝通,其他的溝通還需具備多方面條件,比如數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和衡量標準的標準化、強大的基礎設施、數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴⒎杀U?、人才儲備等等,但自動駕駛汽車的出現(xiàn)讓我們看到了希望。

      每個行業(yè)特征與企業(yè)基礎不同,實現(xiàn)數(shù)字化的先后順序也就不同。我認為對于那些流程型的制造行業(yè)如食品飲料、造紙、化工、電力等,可以走在前面,因為他們的制造模式大部分工序已經(jīng)連接起來,并且自動化程度高,一些設備數(shù)據(jù)已經(jīng)可以自動采集,數(shù)字化的難度相對較小。

      而對于離散型的制造行業(yè)如機械裝備、紡織服裝、電子電器、家居用品等,由于制造工序、零部件都很分散,而且數(shù)量龐大,想實現(xiàn)連接確實困難,即使實現(xiàn)成本也會非常大。對于這些行業(yè)的可行做法是不要一步到位,逐步實現(xiàn)。先應用精益的連續(xù)生產(chǎn)技術將主要工序和物料相連。舉個例子,高速公路和高鐵最先連接的一定是一二線城市,其次再是三四線城市。你可以將數(shù)字化接入點先設置在工廠之間,然后是車間之間、關鍵工序、關鍵物料之間,最后才是每個工序,每個物料。

     智能化
     智能化包含兩個含義,一個是產(chǎn)品的智能化,另一個是制造過程的智能化。

     首先說說產(chǎn)品的智能化。智能化為工業(yè)品和消費品升級提供了方向。而且我國已成為世界第一大互聯(lián)網(wǎng)國家,加上政府持續(xù)推動網(wǎng)絡提速降費,為硬件智能化提供了網(wǎng)絡環(huán)境。

      萬事俱備,只欠“傳統(tǒng)產(chǎn)品+智能化”,從智能手機、智能電視、可穿戴產(chǎn)品、智能水杯到智能汽車、智能機器人等,需要企業(yè)不斷進行技術創(chuàng)新,投資于產(chǎn)品的智能化。

      與消費品的智能化相比,工業(yè)品的智能化其實更為迫切。所有設備都需要加入智能控制模塊,進行加工數(shù)據(jù)的自動采集、分析和控制,配備標準數(shù)據(jù)接口,可與企業(yè)MES系統(tǒng)或其他信息系統(tǒng)連接,這些工業(yè)大數(shù)據(jù)經(jīng)過智能軟件系統(tǒng)的運算分析將幫助提高運營效率,減少故障,降低能耗。

      制造過程的智能化更加復雜,你需要完成以上所說的精益化、標準化、模塊化、自動化以及數(shù)字化的轉變,自動化與數(shù)字化的投資也會很大。

     智能制造是一個復雜系統(tǒng),每個行業(yè)每個企業(yè)都要摸索出適合自己的模式,你不必一步到位,可以逐步提升精益化、標準化、模塊化、自動化以及數(shù)字化方面的水平,重要的是弄清楚你這樣做的理由以及恰當?shù)耐顿Y回報。

     未來30年,中國制造需要從重速度輕質量轉變?yōu)橹刭|量輕速度,需要在以上十大領域進行持續(xù)創(chuàng)新,從商業(yè)模式、技術以及管理方面實現(xiàn)向中國智造的轉型。

      從制造到“智造”的十條必經(jīng)路徑”由中國機電產(chǎn)品交易網(wǎng)(簡稱機電網(wǎng))小編整理發(fā)布。如需要轉載,請注明文章來源,更多關于機電行業(yè)資訊,請點擊關注:中國機電產(chǎn)品交易網(wǎng) 機電信息

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